DE60130233T2

DE60130233T2 - Bauteil aus transparentem material und linse für kraftfahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE60130233T2
Application number: DE60130233T
Authority: DE
Inventors: Patrick Lamy; Patrick Muzard; Francois-Regis Leclercq
Original assignee: Holophane SAS
Current assignee: Holophane SAS
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: US20040051975A1; DE60130233D1; EP1327168A1; EP1327168B1; JP4223805B2; BR0114565A; US6992804B2; JP2004511816A; WO2002031543A1; FR2815425B1; FR2815425A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugscheinwerferlinse, die Wellen des sichtbaren Bereichs passieren lässt und die bestimmte optische Eigenschaften aufweist. Die Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen sind normalerweise dazu bestimmt, vor einer Lichtquelle im Inneren eines Scheinwerfergehäuses angeordnet zu werden.
Um optische Eigenschaften, vor allem solche der Diffraktion, einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse zu modifizieren oder zu erzeugen, ist es bekannt, den Zustand der Oberfläche derselben zu modifizieren, um diesen ein äußeres Profil oder Motiv zu geben, das die Diffraktion des durch dieses Teil bzw. diese Linse hindurch tretenden Lichts begünstigt. Diese Art der Oberflächenbehandlung wird auch zu rein ästhetischen Zwecken an Teilen für einen lediglich dekorativen Gebrauch verwendet. Mit anderen Worten ist es bekannt, die äußere Oberfläche von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen zu einem funktionalen und/oder dekorativen Zweck zu arbeiten.
Um diesen besonderen Zustand der Oberfläche zu realisieren, gibt es mehrere Techniken. Eine erste Technik besteht darin, diesen Oberflächenzustand durch Gießformen zu realisieren, insbesondere während des Gießformens der Linse. Um das zu verwirklichen, müssen die für den Formvorgang der beiden verwendeten Formelemente besondere Einprägungen aufwiesen, die geeignet sind, den gewünschten Oberflächenzustand zu realisieren. Allerdings hat diese Art der Technik mittels Gießformen technische Nachteile, insbesondere einen Mangel an Konstanz oder der Qualität infolge Altern, einer Abnutzung oder auch der Verschmutzung der Formelemente. Man hat in der Tat bemerkt, dass der gewünschte Oberflächenzustand mit der Zeit oder nach jedem Reinigen der Formelemente variierte. Es ist daher praktisch unmöglich, mit dieser Formtechnik, eine konstante Oberflächenqualität für die Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen sicherzustellen.
Eine zweite für die Realisierung der Oberflächenzustände verwendete Technik besteht darin, die Linse nach dem Formvorgang zu bearbeiten. Auch ist es schwierig, eine konstante Qualität des Oberflächenzustandes zu gewährleisten. Das ergibt sich aus der Tatsache, dass Schleifmittel verwendet werden, um diese Bearbeitung durchzuführen, und dass die Qualität der Oberflächenzustände direkt von der Korngröße der Schleifmittel abhängt, die nicht allein mit der Zeit variiert, sondern auch von einem Schleifmittellos zum anderen. Man hat in der Tat festgestellt, dass eine sehr geringe Abweichung bei der Korngröße der Schleifmittel eine große Differenz bei den gewünschten Oberflächenzuständen hervorruft.
Im Übrigen erzeugen alle Behandlungen der Oberflächenzustände notwendigerweise Unregelmäßigkeiten oder Diskontinuitäten in der Oberfläche der Linse, die die Ansammlung von Schmutz begünstigen, der den optischen oder dekorativen Qualitäten der Linse sehr abträglich ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorgenannten Nachteilen des früheren Standes der Technik abzuhelfen, indem man eine Kraftfahrzeugscheinwerferlinse schafft, die optische Qualitäten, und insbesondere solche der Diffraktion bietet, die zeitlich bei einem Stück bzw. von einer Linse zur anderen konstant sind. Sie soll außerdem leicht und mit geringen Kosten herstellbar sein.
Um diese Aufgabe zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung zunächst eine Kraftfahrzeugscheinwerferlinse vor, die die Eigenschaften aufweist, die im Anspruch 1 angegeben sind, sowie ein Verfahren, wie es im Anspruch 7 angegeben ist.
Die abhängigen Patentansprüche beschreiben zusätzliche Ausführungsbeispiele.
Die Erfindung findet in der Tat eine Verwendung im Falle einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse, für die die optischen und fotometrischen Eigenschaften entscheidend sind. Es ist tatsächlich üblich, Linsen in Kraftfahrzeugscheinwerfern einzusetzen. Die Linse wird in Verbindung mit einer Lichtquelle und einer Maske eingesetzt, die zwischen der Lichtquelle und der Linse angeordnet ist. Die Maske hat die Aufgabe, eine Beschneidung bei dem emittierten Lichtbündel durchzuführen. Allerdings ist die durch die Maske durchgeführte Beschneidung bei dem Lichtbündel relativ scharf, und oberhalb dieser Beschneidung zeigt das Lichtbündel eine sehr schwache Intensität, das heißt praktisch gleich null.
Die Tatsache, dass das Lichtbündel eine sehr schwache Intensität oberhalb der Beschneidung aufweist, kann für einen Fahrer sehr störend sein, der versucht, Angaben in der Höhe zu erkennen, beispielsweise auf Autobahnschildern.
Im Übrigen ist es im Hinblick auf gesetzliche Regelungen vorgeschrieben, dass es in einer Zone, die als Säulenpunkte (points de portiques) bezeichnet wird, das heißt, oberhalb der Beschneidung des emittierten Lichtbündels eine minimale Ausleuchtung gibt.
Man muss demnach die oberhalb der Beschneidung liegende Zone leicht ausleuchten, indem man den Kontrast auf dem Niveau der Beschneidung vermindert, und zwar indem man den Kontrastgradienten streut, um den Fahrer und die anderen Nutzer nicht zu stören.
Im früheren Stand der Technik gibt es schon Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen, die dieses Ziel zu erreichen suchen. Dazu werden Oberflächenbearbeitungen mittels Gießformtechniken oder mittels Maschinenbearbeitung verwirklicht, wie sie vorstehend mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurden. Man kann beispielsweise die Druckschrift FR 2 770 617 nennen, die eine Linse beschreibt, deren vordere, konvexe Seite eine Reihe von Flächen mit gekrümmtem Profil umfasst, die in der Lage sind, einen Teil des Lichtbündels abzulenken. Die Flächen mit gekrümmtem Profil sind durch Gießformen an der Linse selbst gebildet, und sie leiden infolgedessen unter den vorgenannten Unzulänglichkeiten, nämlich der Alterung, der Abnutzung und der Verschmutzung der Gießformelemente, die zur Bildung der Linse verwendet werden.
Alle diese Probleme werden mit der vorliegenden Erfindung gelöst dank der Tatsache, dass die Diffraktionsmittel die äußere Oberfläche der Linse nicht beeinträchtigen, und dass diese andererseits durch ein Verfahren realisiert werden, das es erlaubt, eine konstante Qualität der Diffraktionsmittel zu gewährleisten. Das Prinzip der Erfindung selbst liegt in der Tatsache, dass die Diffraktionsmittel nicht an der Außenseite der Linse gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform, die es ermöglicht, die vorgenannten fotometrischen Kriterien zu erreichen, erstrecken sich die Diffraktionsmittel in dem massiven Körper der Kraft fahrzeugscheinwerferlinse entsprechend einem Motiv, das die Diffraktion des Lichts zu einer Zone hin begünstigt, die oberhalb einer Ebene liegt, die durch die Mittelebene der Linse hindurchtritt, wenn diese ihren Platz in dem Scheinwerfergehäuse einnimmt, das heißt in der Zone, die oberhalb der Beschneidung liegt.
Zusätzlich oder als Abwandlung davon erstrecken sich die Diffraktionsmittel in der Kraftfahrzeugscheinwerferlinse entsprechend einem Motiv, das einen Wellenleiter für ein einfallendes Licht bildet. Die Linse kann zusätzlich zu ihrer Beleuchtung durch die Lichtquelle zum Zwecke einer Beleuchtung der Straße durch eine zusätzliche Lichtquelle beleuchtet werden, die ein einfallendes Licht emittiert, das sich in dem durch das Motiv der Diffraktionsmittel gebildeten Wellenleiter fortpflanzt. Diese zusätzliche Lichtquelle kann beispielsweise eingeschaltet werden, während die Hauptlichtquelle ausgeschaltet ist, um der Linse und allgemeiner den Scheinwerfern des Fahrzeugs einen attraktiven, ästhetischen Effekt zu verleihen.
Vorzugsweise ist die Linse eine Linse vom elliptischen Typ, umfassend eine plane Rückseite und eine konvexe Vorderseite. Die Lichtquelle ist dann senkrecht zu der Rückseite angeordnet, und das einfallende Licht wird parallel zur Ebene der Rückseite emittiert. Das Dokument "Optical applications of laser-induced gratins in Eu doped glasses", Applied Optics, E. G. Behavens & al., 10. April 1990, Nr. 11, NY, US, offenbart ein Teil aus transparentem Material, das interne Diffraktionsmittel umfasst.
Die Erfindung wird jetzt ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft, nicht jedoch beschränkend eine Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Es zeigen:
1 eine Ansicht in einem vertikalen Querschnitt durch eine Kraftfahrzeugscheinwerferlinse gemäß der Erfindung, und
2 eine Ansicht der Linse der 1 in einer Draufsicht.
Die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse, die in den Zeichnungen dargestellt ist, ist eine Linse vom elliptischen Typ, und sie hat eine kreisförmige, plane Rückseite 11 und eine konvexe Vorderseite 12, die an die Rückseite 11 über einen Rand 13 anschließt, der zur Befestigung der Linse in einem Kraftfahrzeugscheinwerfergehäuse dient. Die Seiten 11 und 12 begrenzen einen massiven Körper 10, der ein Vollmaterial darstellt.
Der massive Körper der Linse ist einstückig und nicht aus Schichten oder Zusammenfügungen gebildet.
Die Linse kann aus einem beliebigen, transparenten Material realisiert sein, das die von der Lichtquelle des Kraftfahrzeugscheinwerfers emittierte Wärme aushalten kann. Die Linse kann insbesondere aus Glas oder aus einem Plastikmaterial realisiert werden, also etwa aus einem Polykarbonat oder aus einem Methacrylat.
Wenn die Linse aus Glas ist, dann kann sie aus einem einzigen Gießglastropfen gebildet werden. Der massive Körper, der sich ergibt, ist so perfekt homogen.
Gemäß der Erfindung werden Mittel der Diffraktion des sichtbaren Lichts im Inneren der Linse, das heißt, in dem massiven Körper 10, gebildet. Diese Diffraktionsmittel 14 kommen mit äußeren Oberflächen 11 und 12 der Linse 1 nicht in Berührung. Man kann indessen die Tatsache nicht ausschließen, dass ein Teil der Diffraktionsmittel auf der Höhe der Außenflächen 11 und 12 angeordnet ist. Allerdings ist ein Teil der Diffraktionsmittel in einiger Entfernung von diesen Seiten 11 und 12 angeordnet. Es wird sogar bevorzugt, dass die Gesamtheit der Diffraktionsmittel in einiger Entfernung von den Seiten 11 und 12 angeordnet ist.
Die Diffraktionsmittel stellen sich vorteilhafterweise in der Form von punktuellen Mikrodefekten des massiven Körpers 10 der Linse dar. Diese punktuellen Mikrodefekte 14 können mittels eines Herstellungsverfahrens realisiert werden, das eine Laserstrahlung einsetzt, in dessen Verlauf die Linse einer punktuellen Laserstrahlung unterworfen wird, die man versetzt und die man in ihrer Intensität verändert, um ein Motiv mit punktuellen Mikrodefekten zu bilden.
Die Mikrodefekte stellen sich in verschiedenen Formen in Abhängigkeit vom die Linse bildenden Material dar. Wenn beispielsweise die Linse aus Glas realisiert wird, dann stellen sich diese Mikrodefekte in der Form von Mikrosplittern dar, die man durch die massive Energiezufuhr der Laserstrahlung erhält. Wenn im Gegensatz dazu die Linse aus einem Plastikmaterial realisiert ist, dann stellen sich diese punktuellen Mikrodefekte in der Form von Mikroschmelzungen dar.
Die Diffraktionsmittel können sich in dem massiven Körper gemäß einem Motiv erstrecken, das es erlaubt, ein funktionales und/oder ästhetisches Resultat zu erzielen. Tatsächlich kann das durch die Diffraktionsmittel realisierte Motiv beispielsweise die Diffraktion des von der Lichtquelle des Kraftfahrzeugscheinwerfers emittierten Lichts in der Weise begünstigen, dass sogar ein Bereich, der andernfalls dunkel wäre, schwach erleuchtet wird, wie beispielsweise die Zone, die oberhalb der Beschneidung liegt, die in einem herkömmlichen Kraftfahrzeugscheinwerfer von der Maske gebildet wird, wie zuvor anhand des früheren Standes der Technik erläutert wurde. Das Motiv der Diffraktionsmittel kann beispielsweise Licht in die Zone oberhalb der Beschneidung bringen und so den Kontrast auf der Höhe der Beschneidung abschwächen.
Andererseits können sich die Diffraktionsmittel auch in dem massiven Körper der Linse gemäß einem Motiv erstrecken, das einen Wellenleiter bildet. Wenn man demnach die Linse auf eine adäquate Weise erleuchtet, ist es möglich, das Licht in dem Wellenleiter in einer Weise zirkulieren zu lassen, dass das von den Diffraktionsmitteln gebildete Motiv noch besser sichtbar wird. Das Resultat ist demnach ausschließlich ästhetischer Art, und man sieht es direkt und ausschließlich nur dann, wenn man die Linse selbst betrachtet.
Man kann sich beispielsweise einen Kraftfahrzeugscheinwerfer vorstellen, dessen Gehäuse eine Hauptquelle eines Lichts umfasst, das dazu bestimmt ist, durch die Linse hindurchzutreten, um die Straße zu beleuchten, sowie eine sekundäre Lichtquelle, beispielsweise eine LED, die ausschließlich dazu verwendet wird, die Linse zu einem ästhetischen Zweck zu erleuchten, indem man sich des Diffraktionsmotivs als eines Wellenleiters bedient. Die Hauptlichtquelle ist in klassischer Weise hinter der planen Seite 11 der Linse angeordnet, während die zweite Lichtquelle in der Ebene oder parallel zu der Ebene installiert sein kann, die von der ebenen Seite 11 gebildet wird.

Claims

Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (1) zur Anbringung vor einer Lichtquelle in einem Scheinwerfergehäuse, wobei die Linse (1) zwei Außenseiten (11, 12) aufweist, die einen massiven einstückigen Körper (10) aus transparentem Material begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Lichtdiffraktionsmittel (14) aufweist, die im Innern des einstückigen massiven Körpers (10) unter Entfernung von den Außenseiten (11, 12) angeordnet sind.
Linse nach Anspruch 1, wobei das transparente Material aus Glas und Kunststoffmaterialien, wie etwa Polykarbonat oder Methacrylat ausgewählt ist.
Linse nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Diffraktionsmittel durch punktuelle Mikrodefekte (14) des massiven Körpers (10) gebildet sind.
Linse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Diffraktionsmittel (14) in dem massiven Körper (10) in Übereinstimmung mit einem Diffraktion des Lichts begünstigenden Motiv zu einer Zone erstrecken, die über einer Ebene zu liegen kommt, welche die Medianebene der Linse quert, wenn sich diese in dem Scheinwerfergehäuse in Position befindet.
Linse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Diffraktionsmittel (14) in dem massiven Körper (10) in Übereinstimmung mit einem Motiv erstrecken, das einen Wellenleiter für einfallendes Licht bildet.
Linse nach Anspruch 4 und 5, wobei die Linse eine elliptische Linse ist, die eine ebene Rückseite (11) und eine konvexe Vorderseite (12) aufweist, wobei die Lichtquelle senkrecht zu der Rückseite (11) angeordnet ist, und wobei das einfallende Licht parallel zu der Ebene der Rückseite (11) ausgestrahlt wird.
Verfahren zum Ausbilden von Diffraktionsmitteln im Innern einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse unter Entfernung von den Außenseiten (11, 12) der Linse unter Verwendung einer Laserstrahlung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Diffraktionsmittel punktuelle Mikrodefekte sind, beispielsweise in Form von Splittern, die in der Masse einer Glaslinse gebildet sind.